Единица измерения напряжения

Напряжение — это физическая величина, позволяющая вычислить работу, совершаемую заряженными частицами под действием электрического поля. Электрический ток, образованный упорядоченным потоком зарядов в проводнике, совершает работу, например, разогревает нить накаливания электрической лампы. Единица измерения работы — джоуль.

На что похоже электрическое напряжение

Для наглядности можно сравнить электрический ток в проводнике с потоком воды в трубе за счет разности высот. Поток воды будет тем больше, чем больше перепад высоты, который создает напор (аналог напряжения) в трубе. Работа, совершенная водой, будет зависеть от ее массы и высоты, с которой произошло ее падение. Объем воды, прошедший через сечение трубы за определенное время, можно сравнить с величиной заряда, который прошел через проводник. Аналогично, работа тока будет пропорциональна величине протекшего заряда и напряжению электрического поля на участке цепи.

Итак, если в цепи нет напряжения, то не будет и электрического тока, так же, как и в замкнутом озере, где вода расположена на одном уровне, не будет никаких течений.

Примеры приборов, в которых работу совершает электрический ток

Рис. 1. Примеры приборов, в которых работу совершает электрический ток.

Определение электрического напряжения

Работа A, совершенная электрическим полем по перемещению электрического заряда q, равна:

$ A = { q*U } $ (1)

где величина U называется электрическим напряжением. Если электрический заряд равняется 1 Кл (кулону), то согласно формулы (1) напряжение будет в точности равно работе по перемещению единичного заряда.

Единица измерения напряжения

Единица напряжения называется вольт. Эта физическая величина получила свое название в честь выдающегося итальянского физика Алессандро Вольта, изучавшего природу электрических явлений.

Портрет Алессандро Вольта

Рис. 2. Портрет Алессандро Вольта.

💡

Алессандро Вольта первым придумал и изготовил источник постоянного тока, прототип сегодняшних “батареек”, которыми люди повсеместно пользуются в быту и на производстве. Источником зарядов были химические реакции. Свое изобретение Вольта назвал гальваническим элементом в честь своего коллеги, замечательного ученого Луиджи Гальвани.

В международной интернациональной системе единиц СИ вольт обозначается заглавной латинской буквой V, а в нашей стране для этого используется буква русского алфавита В.

Воспользовавшись формулой (1) и размерностями величин для работы (Джоуль) и заряда (Кулон), получим размерность для единицы напряжения:

$$ [В] = { [Дж]\over [Kл] } $$

На практике, для удобства, кроме вольта часто используются кратные единицы, когда напряжение либо много меньше одного вольта, либо много больше:

  • Микровольт: 1 мкВ=0,000001 В;
  • Милливольт: 1 мВ=0,001 В;
  • Киловольт: 1 кВ=1000 В.

Примеры разных величин напряжения: автомобильный аккумулятор - 12 В, электродвигатели - 380 В, ЛЭП - 500  кВ, молния - 1000 000 В

Рис. 3. Примеры разных величин напряжения: автомобильный аккумулятор – 12 В, электродвигатели – 380 В, ЛЭП – 500 кВ, молния – 1000 000 В.

Что мы узнали?

Итак, мы узнали, что напряжением называется величина, характеризующая способность электрического поля совершать работу, создавая электрический ток в проводниках. Единица измерения напряжения в системе СИ — вольт. Если напряжение на участке цепи равно 1 В, то работа по перемещению заряда величиной 1 Кл будет равна 1 Дж.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.2. Всего получено оценок: 97.

Предметы